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文檔簡介
1、神經(jīng)病理性疼痛(neuropathic pain,NP)是指“來自外周或中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變或功能紊亂所引起的疼痛”,臨床涉及范圍廣泛,感染、創(chuàng)傷、代謝性疾病、神經(jīng)受壓缺血、放化療等原因均可誘發(fā),其特征表現(xiàn)為痛覺異常、痛覺過敏、甚至自發(fā)性疼痛。中樞敏化是目前解釋NP的主要理論,脊髓、丘腦、皮質(zhì)水平均可發(fā)生中樞敏化,但關(guān)注最多的還是作為傷害性傳遞的第一中繼站脊髓水平。強(qiáng)烈的傷害性刺激可誘發(fā)活性依賴的中樞敏化,但在NP中,中樞敏化主要?dú)w因于膠質(zhì)
2、細(xì)胞的激活、周圍免疫細(xì)胞的浸潤和慢性神經(jīng)炎癥的形成。
CD4+T細(xì)胞各亞群的平衡失調(diào)與眾多疾病的發(fā)生發(fā)展有著密切的關(guān)系,包括NP。研究發(fā)現(xiàn),損傷神經(jīng)局部浸潤的Th1、Th17細(xì)胞與NP的發(fā)展有關(guān),Th2細(xì)胞作用相反;神經(jīng)損傷后,脊髓內(nèi)亦發(fā)現(xiàn)有CD4+T細(xì)胞的浸潤,但其具體亞群及其功能目前并不清楚。CNS內(nèi)浸潤的Th17細(xì)胞,是伴有NP疼痛特征的多發(fā)性硬化癥及實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓膜炎(EAE)的主要病理損傷者,但其是否直接
3、介導(dǎo)了NP的形成,目前并不清楚。本項(xiàng)目通過體內(nèi)外兩方面研究神經(jīng)損傷后,浸潤至脊髓內(nèi)的CD4+T細(xì)胞的具體亞群,探索Th17細(xì)胞的中樞敏化作用及機(jī)制,為進(jìn)一步了解中樞浸潤的免疫細(xì)胞在NP中的作用積累實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
研究目的:
(1)神經(jīng)損傷后,周圍CD4+T細(xì)胞遷移并浸潤至脊髓中樞,通過本研究的實(shí)施,旨在闡明浸潤至脊髓中樞的CD4+T細(xì)胞的具體亞群及其浸潤的分子機(jī)制。
(2)小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞在
4、NP中的作用已得到業(yè)界公認(rèn),前者與NP的產(chǎn)生有關(guān),后者則在NP的維持中發(fā)揮重要作用。CD4+Th17細(xì)胞的中樞浸潤處于NP的維持階段,通過本項(xiàng)目的實(shí)施,探索浸潤至脊髓背角的Th17細(xì)胞與活化增殖的星形膠質(zhì)細(xì)胞的相關(guān)性及其中樞敏化的可能機(jī)制。
(3)帶狀皰疹后遺神經(jīng)痛(PHN)是臨床上常見的NP疾患,繼發(fā)于帶狀皰疹病毒感染,且好發(fā)于細(xì)胞免疫功能降低的老年人,其發(fā)病似于機(jī)體的免疫功能改變密切相關(guān)。通過本研究,了解PHN患者周圍
5、免疫炎癥水平及其與PHN形成的相關(guān)性;并通過觀察抗中樞敏化治療療效,探索PHN的中樞機(jī)制,為PHN尋找免疫干預(yù)靶點(diǎn)。
研究方法:
(1)SNL大鼠模型的建立與鑒定
成年雄性SD大鼠,沿L4-S1脊柱中線作-縱行切口,切除L6橫突及L6~S1關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié),游離L5、L6周圍組織,在其遠(yuǎn)端緊結(jié)扎并切斷。假手術(shù)組除不結(jié)扎神經(jīng)外,其余均同手術(shù)組。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要,分別于術(shù)后1、3、5、7、10
6、、14、21天用von Frey纖毛測定大鼠左足和(或)右足機(jī)械痛閾(Up and Down方法),推算50%機(jī)械縮足閾值(50%MWT),凡術(shù)后7天50%MWT>4.0 g,即認(rèn)定建模失敗,排除在實(shí)驗(yàn)之外。
(2)FACS分析脊髓浸潤的CD4+T細(xì)胞
暴露大鼠心臟,經(jīng)主動脈灌注NS后,收集L4-L6脊髓,制備單個細(xì)胞懸液,用percoll不連續(xù)密度梯度分離方法收集脊髓中的單個核細(xì)胞,將其重懸于100μL的P
7、BS體系中,分別加入FITC和PE標(biāo)記的抗大鼠CD3、CD4抗體,4℃孵育30min,洗滌后多聚甲醛固定過夜,第二天上機(jī)檢測。
(3)分析脊髓背角浸潤的Th17細(xì)胞
依次用NS和4%多聚甲醛灌注心臟,游離L5-L6脊髓,經(jīng)4%多聚甲醛固定、30%蔗糖沉底、OCT介質(zhì)包埋后,制備14μm冰凍切片,免疫熒光檢測Th17細(xì)胞。另取新鮮的左側(cè)L4-L6脊髓背角組織,RT-qPCR檢測脊髓中促炎因子IL-17 mRNA
8、、轉(zhuǎn)錄因子RORγt mRNA、趨化因子CCL2、CCL20、CXCL10 mRNA的表達(dá)情況。ELISA檢測血清中IL-17、IFNγ、IL-4的含量。根據(jù)上述結(jié)果分析Th17細(xì)胞脊髓浸潤及其分子機(jī)制。
(4)Th17細(xì)胞中樞敏化機(jī)制研究
免疫熒光分析左側(cè)L5-6脊髓GFAP的表達(dá)情況,RT-qPCR檢測L5-6脊髓背角促炎因子IL-1β、TNFα、IL-6 mRNA的含量;體外用不同濃度的IL-17刺激培
9、養(yǎng)的星形膠質(zhì)細(xì)胞,MTT測定星形膠質(zhì)細(xì)胞的增殖情況,RT-qPCR檢測星形膠質(zhì)細(xì)胞促炎因子IL-1β、IL-6、TNFαmRNA的表達(dá)。結(jié)合兩者的研究結(jié)果,分析Th17細(xì)胞中樞敏化機(jī)制。
(5)PHN患者免疫疼痛機(jī)制及中樞干預(yù)研究
采集PHN患者外周血,F(xiàn)ACS分析T淋巴細(xì)胞亞群;ELISA檢測血清中IL-12、IL-17、IFNγ、IL-4、IL-15、IL-1α的含量。硬膜外注射抗炎藥物得寶松聯(lián)合或不聯(lián)合
10、鞘內(nèi)注射抗傷害性傳導(dǎo)藥物咪達(dá)唑侖進(jìn)行中樞干預(yù),評估鎮(zhèn)痛效果及不良反應(yīng)。
結(jié)果:
(1)20只用于模型制備及鑒定的大鼠,除實(shí)驗(yàn)初期有2只誤被結(jié)扎L4神經(jīng)外,余18只中僅有2只術(shù)后7天50%MWT>4.0 g。脊神經(jīng)結(jié)扎組手術(shù)側(cè)足可見五趾并攏內(nèi)收、輕度外翻、站立姿勢異常及自發(fā)痛形成。L5、L6脊神經(jīng)結(jié)扎后3天,手術(shù)側(cè)足50%MWT為(4.76±4.0)g,顯著低于假手術(shù)組及對照組(P<0.001);至術(shù)后7天,5
11、0%MWT下降至(1.91±0.98)g(P<0.001),術(shù)后21天達(dá)最低值(1.16±0.68)g(P<0.001);右足則在術(shù)后10~14天出現(xiàn)“鏡像痛”。
(2)脊神經(jīng)結(jié)扎后7天,腰段脊髓CD4+T細(xì)胞浸潤明顯增加,占單個核細(xì)胞的10.08%(P<0.001);浸潤的CD4+T細(xì)胞為Th17細(xì)胞,主要位于脊髓背角淺層,伴有脊髓背角高表達(dá)mRNA IL-17(P<0.05)、RORγt(P<0.05,P<0.01)、
12、CCL2(P<0.01)、CCL20(P<0.05),CXCL10 mRNA的表達(dá)未見明顯改變。術(shù)后7、14天,脊神經(jīng)結(jié)扎組血清IL-17、IFNγ、IL-4的含量與對照組及假手術(shù)組相比,未見明顯增加。
(3)脊神經(jīng)結(jié)扎后7天,脊髓背角淺層GFAP表達(dá)增加,脊髓背角促炎因子IL-1β、IL-6 mRNA上調(diào)(P<0.01,P<0.05);IL-6與IL-1β相比,其高表達(dá)的持續(xù)時(shí)間更長,至術(shù)后14天仍顯著高于對照組及假手術(shù)
13、組(P<0.05);術(shù)后7天、14天,TNF-αmRNA在三組間無顯著差異(P>0.05)。體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),100ng/mL IL-17刺激星形膠質(zhì)細(xì)胞3天,即可促進(jìn)其顯著增殖,并上調(diào)促炎因子的表達(dá)。
(4)PHN組周圍CD3+T、CD4+T、CD8+T淋巴細(xì)胞含量分別為(61.13±9.702)%、(34.2±5.388)%、(26.93±6.273)%,正常對照組分別為(66.73±6.584)%、(37.53±4.37
14、3)%、(29.2±6.002)%,PHN組雖有所下降,但并無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。PHN組血清IL-17、IFNγ、IL-4、IL-12、IL-15、IL-1α的含量亦未見明顯改變(P>0.05)。與基礎(chǔ)值相比,兩種不同方法的抗中樞敏化治療均顯著降低自覺疼痛與觸誘發(fā)痛的VAS評分(P<0.001),得寶松聯(lián)合咪達(dá)唑侖的中樞干預(yù)措施獲得了更優(yōu)的鎮(zhèn)痛效果,尤其在治療后的6~8W內(nèi)。
結(jié)論:
(1)結(jié)扎大鼠
15、一側(cè)的L5、L6神經(jīng),可以成功制備神經(jīng)病理性疼痛SNL模型。該模型制備的成功率高、重復(fù)性好、機(jī)械痛敏出現(xiàn)早且痛閾下降顯著,可較好地模擬PHN患者的灼性神經(jīng)痛。一側(cè)脊神經(jīng)結(jié)扎可致對側(cè)足出現(xiàn)“鏡像痛”現(xiàn)象。
(2)脊神經(jīng)結(jié)扎后,脊髓浸潤的CD4+T細(xì)胞主要為Th17細(xì)胞,其浸潤可能與脊髓背角高表達(dá)的趨化因子CCL2、CCL20相關(guān)。
(3)根據(jù)體內(nèi)外研究結(jié)果,首次提出Th17細(xì)胞參與中樞敏化的可能機(jī)制,即通過其產(chǎn)
16、生的IL-17作用于星形膠質(zhì)細(xì)胞上的IL-17R,在促進(jìn)其活化增殖的基礎(chǔ)上,使傷害性神經(jīng)元信號得以其為媒介得到迅速擴(kuò)展和維持;另一方面IL-17通過上調(diào)星形膠質(zhì)細(xì)胞促炎因子的分泌,直接或間接增加了傷害性神經(jīng)元的興奮毒性,也導(dǎo)致NP的維持。此作用機(jī)制也說明了為什么短暫的Th17細(xì)胞浸潤對NP會產(chǎn)生長期的影響。
(4)PHN盡管繼發(fā)于帶狀皰疹病毒感染,好發(fā)于老年人,但從我們的研究結(jié)果來看,PHN患者周圍機(jī)體的免疫炎癥狀態(tài)與健康
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